論文の概要: A new "gold standard": perturbative triples corrections in unitary
coupled cluster theory and prospects for quantum computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.06036v1
- Date: Thu, 11 Jan 2024 16:50:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-12 13:46:55.329400
- Title: A new "gold standard": perturbative triples corrections in unitary
coupled cluster theory and prospects for quantum computing
- Title（参考訳）: 新しい「金標準」:ユニタリ結合クラスター理論における摂動三重項補正と量子コンピューティングへの展望
- Authors: Zachary W. Windom, Daniel Claudino, Rodney J. Bartlett
- Abstract要約: 量子シミュレーションの大きな困難は、絡み合った粒子の集合を適切に扱うことである。
本稿では,三重励起に伴うエネルギー補正を評価するために,収束UCCSD振幅を古典計算機で活用する手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A major difficulty in quantum simulation is the adequate treatment of a large
collection of entangled particles, synonymous with electron correlation in
electronic structure theory, with coupled cluster (CC) theory being the leading
framework in dealing with this problem. Augmenting computationally affordable
low-rank approximations in CC theory with a perturbative account of higher-rank
excitations is a tractable and effective way of accounting for the missing
electron correlation in those approximations. This is perhaps best exemplified
by the "gold standard" CCSD(T) method, which bolsters the baseline CCSD with
effects of triple excitations using considerations from many-body perturbation
theory (MBPT). Despite this established success, such a synergy between MBPT
and the unitary analog of CC theory (UCC) has not been explored. In this work,
we propose a similar approach wherein converged UCCSD amplitudes, which can be
obtained on a quantum computer, are leveraged by a classical computer to
evaluate energy corrections associated with triple excitations - leading to the
UCCSD[T] and UCCSD(T*) methods. The rationale behind these choices is shown to
be rigorous by studying the properties of finite-order UCC energy functionals.
Although our efforts do not support the addition of the fifth-order
contribution as in the (T) correction, comparisons are nevertheless made using
a hybrid UCCSD(T) approach. We assess the performance of these approaches on a
collection of small molecules, and demonstrate the benefits of harnessing the
inherent synergy between MBPT and UCC theories.
- Abstract（参考訳）: 量子シミュレーションの大きな困難は、電子構造理論における電子相関と同義の、絡み合った粒子の大規模な集合を適切に扱うことであり、この問題に対処する主要な枠組みはクラスタ(CC)理論である。
cc理論における計算量的に手頃な低ランク近似を高ランク励起の摂動計算で補うことは、これらの近似における欠落電子相関を計算可能かつ効果的に計算する方法である。
これは、多体摂動理論(MBPT)から考慮して三重励起の影響でベースラインCCSDを活性化させる「ゴールドスタンダード」CCSD(T)法によって最もよく例示されている。
このような成功にもかかわらず、MBPTとCC理論のユニタリアナログ(UCC)の相乗効果は研究されていない。
本研究では,量子コンピュータ上で得られる収束したutcsd振幅を古典コンピュータで活用し,三重励起に伴うエネルギー補正を評価する手法を提案し,utcsd[t]とutcsd(t*)法を導出する。
これらの選択の理論的根拠は、有限次UCCエネルギー汎函数の性質を研究することによって厳密であることが示されている。
本研究は, (T) 補正のように第5次コントリビューションの追加を支持するものではないが, ハイブリッド UCCSD(T) アプローチを用いて比較を行う。
小分子集合におけるこれらの手法の性能評価を行い,MBPT理論とUCC理論の相乗効果の利点を実証する。
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